Görece yüksek miktarda oksijen içeren titanyum numuneleri, laboratuvarda hem yüksek dayanım hem belirgin uzama gösterdi. Araştırmacılar bu davranışı oksijenin kristal fazlar arasındaki dağılımı ve yük altında dönüşen küçük bölgelerle ilişkilendirdi. Alaşım yaklaşık 1200 megapaskal çekme dayanımına ve yüzde 23,5 uzamaya ulaştı. Deneyler oda sıcaklığındaki numunelerde yapıldı; bitmiş parçaların uzun dönem dayanıklılığı sınanmadı.
Bilim··Öğle
Dayanımla birlikte uzama
Oksijence zengin bir titanyum alaşımının laboratuvar deneylerinde numuneler yaklaşık 1200 megapaskal çekme dayanımına ve yüzde 23,5 toplam uzamaya ulaştı. Bu birleşim, malzeme bilimindeki bilinen bir güçlüğü ele alıyor: Oksijen titanyumu sağlamlaştırırken kırılmadan şekil değiştirme yeteneğini azaltabiliyor. Araştırmacılar, alüminyum ve vanadyum içeren Ti–6Al–4V alaşımını inceledi. Denenen malzemenin oksijen miktarı kütlece yüzde 0,39'du. Çalışmanın odağı, oksijenin malzeme içindeki yerleşimiyle çekme davranışı arasındaki ilişkiydi.[1]
Oksijenin yeri iç yapıyı değiştiriyor
Mikroskopla yapılan incelemeler, alaşımın beta denen kristal fazı içinde yaklaşık 4 nanometre büyüklüğünde küçük ara faz bölgeleri ortaya koydu. Oksijenin fazlar arasındaki dağılımı bu iç yapıyı destekledi. Numune yüke maruz kaldığında söz konusu bölgeler başka bir kristal yapıya dönüşebiliyordu. Güçlü sinkrotron X ışınlarıyla ölçümler ve atom hareketlerinin benzetimleri, bu dönüşümün ve kristal ikizlenmesinin çekme sırasında şekil değişiminin sürmesine katkı verdiğini destekledi.[1]
Oda sıcaklığında karşılaştırmalar
Karşılaştırma için kullanılan diğer numuneler aynı toplam oksijen miktarını taşıyordu; ancak ara fazı içermiyor ve daha kırılgan davranıyordu. Oda sıcaklığında yapılan mekanik deneylerde her koşul için üç numune kullanıldı. Araştırmacılar, faz yapısının böyle düzenlenmesinin oksijen içeriği sorun yaratan titanyum tozlarını değerlendirmeye yardımcı olabileceğini belirtiyor. Deneyler bu alaşımın çekme davranışını ortaya koydu. Parçaların uzun dönem dayanıklılığı, yorulma ömrü ve üretim yeterliliği ise bu sınamaların kapsamı dışındaydı.[1]
